公路桥梁抗震设计与抗震加固措施研究

尹宸哲

摘 要：在桥梁的建设过程中应对桥梁抗震设计水平重点研究，使其不断提高，结合使用科学有效的防震抗震加固技术措施，提高桥梁的稳固性能，使其能够发挥良好的抵御自然灾害的作用，促进我国经济的发展和人们生活的稳定。

关键词：桥梁;抗震设计;加固技术;预防措施

0 引言

桥梁为我国的交通提供了无数便利，极大地改善了人们的出行，但安全问题也随之越来越明显。我国是一个频繁发生地震活动的国家，而地震会对桥梁安全造成严重的威胁，如海城地震、唐山地震、汶川地震等都给人类留下不可磨灭的损失，对广大人民群众的生命安全造成严重威胁，且给整个国家经济所造成的损失无法挽回。基于此，人们需要高度重视桥梁结构抗震性能的研究。在传统抗震思想中，为提高结构强度、刚度，可通过截面尺寸的增大、配筋的增加来实现。利用这种“以钢代钢”的方法，上部结构所传递的地震效应会显著增强，进一步破壞一些薄弱部位，由此会对整个桥梁安全造成严重影响。桥梁减隔震技术是重要的抗震技术措施之一，其能够解决传统抗震思想的弊端，还能够促进桥梁结构抗震性能的进一步提高，从而最大限度地减少地震对桥梁的破坏。因此，它在桥梁结构设计中的应用具有重要价值。

1 桥梁震害的原因分析

根据桥梁不同结构的构件，因地震的摧毁所引起的伤害程度的不同可分为下列几种情况：（1）在遇到突发强力地震时，桥梁的两侧因地形地貌的严重畸变而造成桥梁道路两岸的地层出现滑移，致使桥梁的结构受到一定程度的损坏。（2）由于强烈的地震灾害所带来较大的冲击力，使桥梁的桥墩部位出现表面破裂、形体畸变歪斜、结构外露等诸多损坏的现象。（3）对桥梁地基造成的损坏，在地震超强的冲击力的影响下，将会使桥梁河床的沙土出现液化，导致桥梁地基表面出现平整度不一的情况，也会造成桥梁墩台等原有的基础结构下沉而受到损坏。（4）由于桥梁具备一定的承受力限制，地震所带来的特殊的形态变化将会导致桥梁结构及材料严重受到损害，使其无法承受强大的地震冲击力。

2 桥梁抗震设计要点

桥梁设计中的抗震设计可以充分提高桥梁的减震效果，将地震时的震害降到最低。近年来，欧美等发达国家对抗震设计进行了研究和试验，取得了一些成果。但我国在这方面与国外还有一定的差距，目前的设计方法多是借鉴国外的研究经验。桥梁抗震设计的目的是减少地震引起的损失。可以在一定程度上提高桥梁结构的稳定性，从而保证桥梁结构能够达到预期的抗震效果。此外，在抗震设计工作中，设计者还可以克服桥梁结构的不平衡，即减小地震对桥梁的影响。与一般抗震设计相比，抗震设计的抗震效果明显提高，在不显著增加造价的前提下，桥梁的整体质量得到充分保证。在抗震设计中采用隔震支座后，外部因素的影响明显减小，震后可以更换隔震装置，从而提高了桥梁的安全性。

3 桥梁防震撼的具体措施方法

3.1 钢板加固技术的应用

为防止桥梁在地震灾害中产生大的裂痕，从提升桥梁整体结构刚度的角度出发，通过运用加固稳定钢板的技术来完成。这种技术的设计最大的作用是能够有效控制桥梁的中轴位置与桥梁的加固位置之间的安全范围，使其保持在安全的距离之内。在对桥梁进行加固稳定的过程中由于受到其他限制性因素的影响，尤其是对新旧结构系统的加固时，旧的结构系统易出现变形的现象，使其无法全部整合，因此需要先处理新系统与旧系统的整合连接问题，确保桥梁加固技术的有效应用。在此期间，若发现桥梁整个结构间的空间跨度过大，必须在加固时根据桥梁结构的基本特点，加强刚性与延性，使桥梁结构的安全性能提高，从而起到了较好的加固作用。

3.2 减隔震抗震加固措施

减隔震抗震加固方法是在桥梁下部结构与桥梁基础间增加隔震系统，使桥梁的固有周期增大，从而降低桥梁结构中的地震力，增大隔震系统中的变形。当墩柱加固等手段不能满足桥梁抗震要求时，宜采取该种方法进行桥梁加固。减隔震抗震加固的优点是能降低地震力、控制桥梁结构的位移等。在桥梁加固时，可以将桥梁支座替换为减隔震支座、在上部结构和下部结构间增加阻尼装置等。

3.3 公路桥梁耐久设计措施

在进行公路桥梁设计时，必须保证公路桥梁的整体结构耐久性效果，避免公路桥梁因外力因素干扰而出现整体使用寿命低下问题，确保公路桥梁设计可以满足交通运输行业实际发展要求。在对公路桥梁进行综合设计之前，需要相关人员对公路桥梁各项安全指标展开研究分析，并在各项安全指标支持下规划合理公路桥梁设计方案，避免公路桥梁耐久设计在具体实施过程中受到外在因素干扰。同时还应在考虑混凝土材料配合情况的基础上进行公路桥梁耐久设计，避免公路桥梁在正常使用过程中出现结构耗损和主体结构塌陷等问题。在公路桥梁竣工之后，也需要有关部门按照各项安全指标对公路桥梁周边雨水和风力等影响因素进行干扰，以提升公路桥梁各部位结构耐久性，延长公路桥梁整体使用寿命。对于公路桥梁耐久设计问题，必须保证各项设计问题的处理效果，以此强化公路桥梁的质量安全和整体耐久性。

3.4 加强抗震计算

桥梁两侧山体坡度陡，墩高变化差异大，各墩之间地震力分配并不均匀，所以桥梁抗震计算存在一定难度。该桥梁位于平面曲线，在地震等影响下，桥墩发生弯扭耦合振动响应，为此，桥墩截面型式在抗弯、抗扭刚度等方面存在较高要求。由前述分析，常规双柱墩具有较强的横向抗弯折强度，但因其纵向抗弯强度一般，而对于桥梁结构并不适用。框架墩虽具有比常规双柱墩较好的刚度，但其横向刚度和抗扭刚度随桥墩高度的增大而逐渐变差。独柱T形墩、空心薄壁墩等结构具有较好的抗弯、抗扭性能，所以初步决定本工程采用独柱T形墩和空心薄壁墩两种墩型。

3.5 优化桥梁的结构性能

桥梁在抗震设计时应保证桥梁的整体性以及上部结构的连续性。整体性良好的桥梁在面对地震荷载时有足够的承受能力，不至于散落崩塌。上部结构连续性良好的桥梁有助于抵抗地震荷载的破坏。结构的连接点处还应设置减震措施，增加桥梁的稳定性。

3.6 做好实地考察

减隔震技术的应用并非在全部条件下的桥梁设计方案中都适用，因此，桥梁设计人员在确定设计方案时必须深入现场进行全面分析与考察，对现场地质条件进行充分了解，如桥梁施工地点的土质硬度、地基稳定性、桥梁结构周期延长过程中是否会出现共振等各种问题。在深入了解这些问题和实际情况以后，需要确定隔震技术是否可以在桥梁设计中应用取得良好的效果。此外，在全面勘察桥梁施工现场后，需要对这项技术的实用性进行综合分析。

4 结束语

在进行公路桥梁设计时应用各项现代化技术可以降低公路桥梁设计难度，提升公路桥梁设计水平和安全效果。而对于公路桥梁设计过程中出现的问题，则必须通过适当措施对各项问题展开全面优化，逐步提升公路桥梁设计效果，确保各项关键技术在公路桥梁设计中发挥最大作用，使公路桥梁设计问题可以得到改善和优化。

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